删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

基于地面LiDAR数据的塔里木河下游胡杨林结构参数反演

本站小编 Free考研考试/2021-12-31

摘要:以塔里木河下游天然胡杨林为研究对象,利用Riegl VZ-1000型地面激光扫描仪(Terrestrial Laser Scanning,TLS)获取离河道不同距离的8个样方内513棵胡杨的三维点云数据,通过建立冠层高度模型、Hough变换等方法获取单木株数和结构参数,并与传统的每木检尺实测数据和无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)低空影像进行对比,验证激光雷达方法的测树精度;对TLS获取的胡杨树形参数进行相关性分析,并建立关系模型;探讨不同水胁迫条件(不同离河道距离,不同地下水埋深)对胡杨单木结构参数的影响;最后按不同径级划分胡杨的年龄,得出各龄级胡杨所占比例。结果表明:(1)TLS能够高精度获取不同密度和长势的胡杨单木株数和结构参数,单株准确分割比率为94%-100%,相对于UAV低空影像更为准确;(2)TLS获取的胡杨树高(Tree height,TH)、胸径(Diameter at breast height,DBH)、冠幅直径(Crown diameter,CD)和冠幅面积(Crown area,CA)与传统实测值拟合度R2较高,分别为0.95、0.97、0.77和0.84,表明实测数据和TLS获取数据无明显差异;(3)胡杨CDCA分别与TH呈显著正相关,其相关性系数为0.73、0.67;基于此构建了胡杨THCD的关系模型,即TH=2.6274×CD0.706R2为0.64;(4)根据径级划分胡杨年龄段可知,DBH为15-30 cm的近熟林比例最大,占8个样方内监测胡杨总株数的47%,表明胡杨种群年龄结构相对稳定并总体态势良好,呈现了生态输水对塔河下游胡杨种群恢复有明显的促进作用。总之,激光雷达技术能够客观反映胡杨树形结构参数,可替代耗力、耗费、耗时的传统实测方法,为时时掌握胡杨林生长发育、长势动态以及多尺度、多时相生态耗水研究提供高精度信息,为干旱区荒漠河岸林的有效保护与可持续管理提供科学依据。



Abstract:Terrestrial Laser Scanning (TLS) is one of the Light Detection and Ranging (LiDAR) system which has been widely used for measuring three-dimensional (3D) structure of forests, yet it has not been used for the desert riparian forests systematically. In this study, TLS (Riegl VZ-1000, Austria) was applied for measuring the growth parameters of Populus euphratica riparian forests in the lower reaches of the Tarim River, northwestern China. We chose eight forest sample plots, which contained 513 individual trees, with different vertical distances from the river bank and acquired point cloud data. The biometric parameters of every single tree were extracted by establishing crown height model (CHM) and Hough transform methods. At the same time, the parameters measured by TLS were compared with the manual test value and Unmanned Aerial Vehicle (UAV) image for verifying accuracy. The aim of this study is to explore the advantages and verifying accuracy of the TLS for riparian forest survey. We also analyzed the correlation between the parameters and impact of hydro-environmental factors which include the distance from river bank and ground water depth. Our results showed that: 1) TLS could acquire the majority of individual tree structure parameters at high precision about 94%-100%, higher than the results of UAV. 2) The correlation with manual test value of tree height (TH), diameter at breast height (DBH), crown diameter (CD) and crown area (CA) were 0.95, 0.97, 0.77 and 0.84, respectively. It showed that there was no significant difference between the hand-measured data and the TLS-obtained data. 3) There were significant positive correlation between TH and CD, CA of P. euphratica individual trees in our sample plots. The best correlation model is: TH=2.6274×CD0.706, R2=0.64. 4) According to P. euphratica age group divided by DBH grade, the near mature trees (DBH: 15-30 cm) occupied the highest proportion (47%). It indicated that the age structure of P. euphratica population was relatively stable and the overall situation was satisfying, and demonstrated the hysteresis effects of man-made ecological water conveyance since 2001 and the restoration trends of P. euphratica riparian forest ecosystem along the Tarim River. In short, the LiDAR technology can objectively reflect the biometric and structure parameters of P. euphratica forest, which can substitute the traditional tree measurement methods that are labor-intensive, cost-intensive and time-consuming. TLS can provide high-precision information for monitoring the tree growth and vitality dynamics of P. euphratica riparian forests, and provide a useful tool and scientific basis for the effective protection and sustainable management of desert riparian forests in arid areas.





PDF全文下载地址:

https://www.ecologica.cn/stxb/article/pdf/stxb201911162475

相关话题/数据 结构 激光 比例 胡杨

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 不同类型高寒草地群落结构与生产对施氮的响应及其敏感性
    摘要:大气氮沉降增加被认为是目前重要的环境问题,会引起生物多样性的丧失和生态系统稳定性的降低。但作为草地改良的管理措施,养分添加被广泛应用于退化草地的恢复。但由于不同类型草地所处气候与群落组成的差异,对氮输入的响应可能不同。通过在藏北高原高寒草甸与高寒草甸草原设定长期氮添加梯度试验(对照,25,50 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 西南喀斯特峰丛洼地木本植物群落结构与多样性变化
    摘要:为了阐明喀斯特峰丛洼地植物群落结构和物种多样性特征及其变化规律,选择西南喀斯特具有代表性的灌木林、次生林和原生林3种植被类型,基于2007年、2012年、2017年3次植被的系统调查,研究了木本植物群落物种组成、群落结构和物种多样性的动态变化。研究结果表明,灌木林2007-2012年减少1个种 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 中国陆地生态系统土壤氮矿化速率和硝化速率及影响因素——基于文献数据的统计分析
    摘要:15N同位素稀释技术是测量土壤氮总矿化速率(Nmin)和总硝化速率(Nnit)的有效方法。为了解中国陆地生态系统土壤Nmin和Nnit的空间格局及影响因素,本文基于采用15N同位素稀释技术研究氮总转化速率(室内培养)的121篇文献,收集中国陆地生态系统(林地、草地、农田)Nmin和Nnit数据 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 古大湖湿地盐碱土壤微生物群落结构及多样性分析
    摘要:以黑龙江省古大湖湿地原生、林地、耕地及湖岸盐碱土壤微生物为研究对象,基于高通量测序方法,分析4种生境类型条件下土壤细菌和真菌群落结构及多样性。结合土壤理化指标,进一步分析影响微生物群落多样性的环境因子。结果表明:细菌群落中变形菌门的相对丰度值最高,真菌群落中为子囊菌门。同一生境细菌群落多样性具 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 短期施肥对桉树人工林土壤真菌群落结构及功能类群的影响
    摘要:为探索桉树人工林土壤真菌群落对短期施肥的响应特征,本研究利用Illumina高通量测序技术和FUNGuild平台,分析短期施肥和不施肥(control,CK)处理下土壤真菌的群落结构、功能类群及其影响因子。结果表明:桉树土壤真菌群落主要由担子菌门和子囊菌门主导,分别占48.61%-46.74% ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 中国主要农产品虚拟要素贸易网络结构特征分析
    摘要:据虚拟水概念定义虚拟要素,并将其划分为虚拟资源要素和虚拟生态要素两类,选取虚拟资源要素中的耕地要素和虚拟生态要素中的化肥/农药要素为研究对象,定量分析2002-2016年以粮食贸易为载体的虚拟耕地、虚拟化肥/农药要素的贸易量,构建虚拟要素贸易网络,通过复杂网络的研究方法,结果表明:2002-2 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 基于改进的双源模型模拟荒漠河岸胡杨林蒸散发
    摘要:蒸散发是水循环和能量平衡过程中的重要组成部分,其准确量化对于深刻揭示干旱半干旱地区的生态水文过程具有重要意义。以黑河下游荒漠河岸胡杨林为研究对象,在2014和2015年胡杨主要生长季内,基于涡度相关技术实测数据,分析了蒸散发日及各物候期变化规律,结合改进的双源Penman-Monteith-P ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 珍稀濒危树种陆均松天然种群结构与空间分布格局
    摘要:为研究陆均松(Dacrydiumpectinatum)种群生存现状及分布格局,对BWL、DLS、JFL三种不同分布区域的陆均松天然种群进行了调查,分析了其天然群落乔木层物种多样性及优势种组成、龄级结构及分布格局三个方面的空间异质性,结果表明:(1)三种陆均松天然群落乔木层物种丰富度及多样性指数 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 水稻土中铁氧化物对产甲烷古菌群落结构的影响
    摘要:产甲烷菌广泛分布在淹水水稻土等各种厌氧环境中,在全球气候变化、碳循环和能源等领域都发挥着重要的作用。研究发现,厌氧条件下,水稻土中铁氧化物的生物还原会抑制产甲烷菌的甲烷合成作用。然而,目前关于铁氧化物对产甲烷菌群落结构的影响报道较少。通过泥浆厌氧培养实验,向采集的水稻土中添加甲酸盐作为甲烷合成 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 贺兰山东麓荒漠藻结皮微生物群落结构及其演替研究
    摘要:以宁夏贺兰山东麓荒漠藻结皮为研究对象,对处于不同发育阶段的藻结皮中微生物群落结构及其演替进行了研究。结皮样品高通量测序结果分别得到521个16SrDNA序列操作分类单元(OTU)和64个18SrDNA序列OTU,表明藻结皮中原核微生物多样性远高于真核微生物;贺兰山东麓藻结皮中原核微生物分布于2 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31